可再生生物燃料生产避免了与食物资源的竞争

“第一代”生物燃料包括从玉米和甘蔗等食物来源生产的乙醇。虽然它被认为是一种具有改善燃料安全潜力的可再生能源，但它们的产量引起了对竞争性土地用途和粮食价格上涨的争议。秸秆和木材等非食物来源的发酵，被称为“第二代”生物燃料，已被推广为一种有前途的替代品，但也有其局限性。

来自日本国家农业环境科学研究所的第一作者MitsuoHorita说：“一般来说，第二代生物燃料生产的瓶颈包括需要大型设施，大型物料运输和复杂的处理过程，所有这些都是昂贵的消耗精力充沛。

“我们现在展示的是一个完整和规模化的系统，它显示了其在实际农场情况下的潜力。我们的系统不仅仅是需要特殊设施的复杂过程，而是建立在农民已经用于生产青贮饲料的传统工艺的基础上用于动物饲料。它可以产生高产量的乙醇，同时生产优质饲料，零浪费。“

这种被称为“固态发酵”的过程涉及将收获的全米植物与酵母和酶一起包装成包裹在不透水膜中的圆形草捆。在孵化期间，水稻植物中的糖和淀粉通过酵母转化为乙醇，乙醇累积然后排出并蒸馏作为燃料，从而以青贮饲料的形式留下一捆高质量的动物饲料。

在测试中，经过六个月的孵化，该过程每包产生高达12.4千克的纯乙醇-比天然青贮饲料生产的乙醇多十倍。在测试期间，稳定量的乙醇也在来自捆包的流出物中连续排出，导致额外的1.7kg乙醇，其可以在不提取的情况下容易地收集。

发现剩余的草捆材料与用于动物饲料的正常青贮饲料相当，含有相似量的乳酸和糖，以及高粗蛋白质含量-牛的必需膳食成分。

尽管该系统需要相对长的发酵时间，但是不需要向系统供应能量。使用真空蒸馏器可以提取总共86%的乙醇，这些乙醇在棉包中积累。乙醇也不含不溶性颗粒，因此可以容易地脱水和浓缩以用作汽车燃料。

该研究显示了补充食品和生物燃料生产的潜力，避免了与土地使用竞争相关的问题。该系统可由个体农民在地方一级部署，提供可持续的生物燃料生产，并可能对发展中国家的农民特别有益。

作者指出，在农村地区广泛建立该系统之前，还应进一步研究提高乙醇产量和回收率，以及对该系统的完整生命周期进行环境评估。

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